Jumat, 25 Maret 2016

Pengantar Komputasi Modern (Analisis Jurnal Komputasi)

ANALISIS JURNAL KOMPUTASI DALAM BIDANG BIOLOGI
           
JUDUL                                  : APLIKASI BIOINFORMATIKA DALAM VIROLOGI
OLEH                                    : ANDI UTAMA
JUMLAH HALAMAN        : 9 HALAMAN

DIANALISA OLEH :
ADELINE FIANANDA (50412148)

PENDAHULUAN
            Komputasi dapat diartikan sebagai cara untuk menemukan suatu pemecahan masalah dari data input dengan menggunakan algoritma. Ilmu komputasi merupakan bidang ilmu yang mempunyai penyusunan model matematika dan teknik penyelesaian numerik serta penggunaan komputer untuk menganalisis dan memecahkan masalah ilmu(sains). Pada analisis kali ini, akan dibahas contoh impelementasi komputasi pada bidang biologi, yaitu Bioinformatika. Bioinformatika dapat didefinisikan sebagai aplikasi dari alat komputasi dan analisa untuk menangkap dan menginterpretasikan data-data biologi.
ANALISIS
            Benar adanya bahwa perkembangan ilmu Biologi sangat dipengaruhi oleh perkembangan ilmu bioinformatika. Salah satunya dalam bidang Virologi (ilmu virus). Sebelumnya, untuk mengklasifikasikan virus, harus dilihat morfologi terlebih dahulu dengan menggunakan mikroskop electron yang harganya relatif mahal sehingga tidak semua laboratorium dapat memilikinya. Selain itu, pengisolasian virus dilakukan sendiri dan merupakan pekerjaan yang sulit, karena banyak virus yang tidak dapat dikulturkan, apalagi diisolasi. Pada penulisan jurnal ini dibahas mengenai aplikasi bioinformatika dalam dunia Virologi, khususnya klasifikasi virus, penentuan tingkat mutase, prediksi rekombinasi, serta prediksi bagian antigen pada permukaan virus.
            Beberapa dasar pertimbangan dalam pengklasifikasian virus adalah asam nukleat pembentuk genom-nya (DNA atau RNA), bentuk simetri-nya, eksistensi selaput-nya (envelope), dan hal lain adalah tempat berkembang biak virus tersebut. Dalam sejarah virologi, pertimbangan klasifikasi mengalami perubahan.Dahulu tempat berkembangbiak dan bentuk penyakit yang banyak digunakan, dan sekarang ditambah dengan berdasarkan genom virus tersebut. Berdasarkan tipe genom inilah, virus dapat diklasifikasikan sederhana menjadi dua kelompok, yaitu virus DNA dan virus RNA. Kedua virus ini dapat dikelompokan lagi menjadi dua yaitu rantai tunggal (single strand) yang terdiri atas rantai tunggal positif dan negative, dan juga rantai ganda (double strand).
            Contoh klasifikasi virus berdasarkan genom, yaitu virus hepatitis C (HCV) diklasifikasikan kedalam family Flaviviridae bersama virus japanese encephalitis (JEV) karena kemiripan struktur genomnya. Kedua virus ini memiliki genom (+) ss RNA dan memiliki struktur genom yang berurutan dari 5’-UTR (untranslated region), protein struktural (protein pembentuk tubuh virus) dan protein nonstruktural (protein untuk replikasi virus). Peranan bioinformatika dalam identifikasi serta klasifikasi virus ini adalah dengan adanya database seperti GenBank, EMBL (European Molecular Biology Laboratory), dan DDBJ (DNA Data Bank of Japan) yang berisikan data sekuen berbagai virus, kita bisa membandingkan data sekuen virus yang kita miliki dengan data sekuen yang ada di database. Bioinformatika juga menyediakan tool/software untuk menganalisa kemiripan sekuen genom virus, seperti BLAST (Basic Local Alignment Search Tool). Selain itu, bioinformatika juga berfungsi untuk menganalisa posisi sejauh mana suatu virus berbeda dengan virus lainnya. Dengan menggunakan CLUSTAL W. Data yang telah dianalisa dapat dilihat dengan menggunakan software “Tree View” yang bisa didownload bebas dari berbagai situs. 
            Setelah virus telah diklasifikasi, virus dianalisa sampai sejauh mana virus tersebut mirip dengan yang ada dikelompoknya. Analisa ini digunakan karena virus selalu bermutasi dalam proses perkembangbiakan, sehingga sama secara umum, namun untuk nukleotidanya dapat berbeda. Apabila tingkat mutase gen lebih dari 5%, dapat dikatakan secara umum bahwa virus terserbut tidak lagi termasuk dalam virus asal dan menjadi kelompok baru yang terpisah. Peramgkat lunak yang digunakan untuk analisa pada umumnya sama dengan yang digunakan pada analisa DNA, diantaranya Sequencher (GeneCodes Corp.), SeqMan II (DNA STAR Inc.), Genetyx (GENETYX Corp.), dan DNASIS (HITACHI Software).
            Selain bermutasi, dalam perkembangbiakannya virus juga melakukan rekombinasi (penyilangan gen). Proses ini biasanya terjadi diantara virus yang dekat secara genetika. Dengan rekombinasi ini, tidak hanya bisa menghindar dari serangan antibodi dan obat, tetapi juga akan lebih stabil dan kuat sehingga bisa bertahan dan bergenerasi di alam. Untuk mendeteksi rekombinasi virus digunakan softwarer SimPlot. Dalam analisa ini diperlukan sekuen virus yang akan dianalisa dan virus yang diduga menjadi lawan rekombinasi. Analisa dapat dilakukan baik terhadap sekuen DNA maupun asam aminonya. Akan tetapi, dengan SimPlot ini hanya bisa dianalisa sekuen yang panjangnya sama. Uji coba yang dilakukan salah satunya adalah prediksi rekombinasi antara virus polio dan virus coxsackie A (CAV), virus yang sama-sama termasuk ke dalam enterovirus cluster C. Dalam contoh ini digunakan sekuen asam amino dari masing-masing protein virus, dan virus polio penyebab wabah di Filipina. Setelah dilakukan percobaan, prediksi terbukti benar. Disaat dibuat rekombinasi antara virus polio dan CAV pada kawasan 2B, virus rekombinan antara virus polio dan CAV-11 atau CAV-17 dapat berkembang biak dengan baik. Sebaliknya, virus rekombinan antara virus polio dan CAV-13, CAV-18, atau CAV-21 tidak bisa berkembangbiak.

            Bioinformatika dapat juga digunakan untuk memprediksi bagian antigenik pada suatu virus. Mengetahui bagian antigenic merupakan hal penting dalam Virologi, karena berdasarkan data antigenik dapat mendesign obat, mengembangkan vaksin, dan lain sebagainya. Untuk hal ini biasanya digunakan  homology modelling, seperti yang digunakan untuk kebanyakan protein. Karena bagian antigenik suatu virus biasanya terletak pada permukaan virus, homology modelling dilakukan terhadap protein pembentuk permukaan virus yang sudah diketahui bagian antigeniknya.



Tidak ada komentar:

Posting Komentar